交流电动机-PPT精选课件.ppt

1、笼型异步交流电动机授课内容：笼型异步交流电动机授课内容：机座：铸钢或铸铁机座：铸钢或铸铁 转子转子:在旋转磁场作用下，产生感应电动势或电在旋转磁场作用下，产生感应电动势或电流。流。笼型转子笼型转子铁心：铁心：由外周有槽的硅钢片叠成。由外周有槽的硅钢片叠成。(1)转子转子 铁芯槽内放铜条，端铁芯槽内放铜条，端 部用短路环形成一体部用短路环形成一体,或铸铝形成转子绕组。或铸铝形成转子绕组。(2)绕线型转子绕线型转子 同定子绕组一样，也分为三相，并且接成星形。同定子绕组一样，也分为三相，并且接成星形。笼型笼型绕线型绕线型 120sin120sinsinm3m2m1tIitIitIi 2i U1 U2

2、 V1 V2W1W21i3i3i1i2iitmIoU1V2W1V1W2U20n规定规定 i:“+”首端流入，尾端流出。首端流入，尾端流出。i:“”尾端流入，首端流出。尾端流入，首端流出。()电流出电流出()电流入电流入i3i1i2it mIo2i U1 U2 V1 V2W1W21i3iU1U2V2W1V1W2U1U2V2W1V1W2U1U2V2W1V1W2NS0 t 60t 合成磁场方向向下合成磁场方向向下 合成磁场旋转合成磁场旋转600n60 90t 合成磁场旋转合成磁场旋转90600动画动画3i2i1ii tmIoSNSNAU1U2W2V1W1V2AU1U2W2V1W1V2分析可知：三相电

3、流产生的合成磁场是一旋转的磁场分析可知：三相电流产生的合成磁场是一旋转的磁场 即：即：一个电流周期，旋转磁场在空间转过一个电流周期，旋转磁场在空间转过3602.结论：结论：任意调换两根任意调换两根电源进线，则旋转电源进线，则旋转磁场反转。磁场反转。0t 60t 任意调换两根电源进线任意调换两根电源进线(电路如图电路如图)3i U1 U2W1W2V1V21i2i3i2i1i0mIi tomINSNS0t 3.旋转磁场的极对数旋转磁场的极对数P 当三相定子绕组按当三相定子绕组按图示排列时，产生一对图示排列时，产生一对磁极的旋转磁场，即：磁极的旋转磁场，即：1p3i2i1ioimI tU1U2V2W

4、1V1W2NS2i U1 U2 V1 V2W1W21i3i 若定子每相绕组由两个线圈串联若定子每相绕组由两个线圈串联，绕组的始端，绕组的始端之间互差之间互差60，将形成，将形成两对磁极的旋转磁场。两对磁极的旋转磁场。W1U1V1W1V11i2i3iU2U2U1V2V2W2W21U2U 2U2W 1W1V2V1V 2V 1U 1W 2W极对数极对数2p旋转磁场的磁极对数旋转磁场的磁极对数与三相绕组的排列有关与三相绕组的排列有关2i3i1iimIt ONSNS1U2U 2U2W 1W1V2V1V 2V 1U 1W 2WW1U1V1W1V11i3i3iU2U2U1V2V2W2W2分分）转转/(601

5、0fn 工频：工频：Hz501 f分分）转转/(30000 np=1时时NSU1V1W2U2W1V2NSU1V1W2U2W1V2NSU1V1W2U2W1V22i3i1iimIt ONSNS1U2U 2U2W 1W1V2V1V 2V 1U 1W 2WNSSN1U2U 2U2W 1W1V2V1V 2V 1U 1W 2W0t 60tp=2时时2i3i1iit mI0分分）转转/(150026010 fn0n30)/(6010分分转转pfn 旋转磁场转速旋转磁场转速n0与频率与频率f1和极对数和极对数p有关。有关。2p180分）转/(50011p360分）转/(0003极对数极对数每个电流周期每个电流

6、周期磁场转过的空间角度磁场转过的空间角度同步转速同步转速Hz)50(1 f3p120分）转/(00014p分分）转转/(75090U1U2V2W1V1W2分分）转转/(6010pfn BlvBliFvF0nNS 7.2.3 转差率转差率 旋转磁场的同步转速和电动机转子转速之差与旋转磁场的同步转速和电动机转子转速之差与旋转磁场的同步转速之比称为旋转磁场的同步转速之比称为转差率。转差率。由前面分析可知，电动机转子转动方向与磁场由前面分析可知，电动机转子转动方向与磁场旋转的方向一致，但转子转速旋转的方向一致，但转子转速 n 不可能达到与旋转不可能达到与旋转磁场的转速相等，即磁场的转速相等，即0nn

7、异步电动机异步电动机如果如果:0nn 无转子电动势和转子电流无转子电动势和转子电流 转子与旋转磁场间没有相对运动，磁通不切转子与旋转磁场间没有相对运动，磁通不切 割转子导条割转子导条无转矩无转矩因此，转子转速与旋转磁场转速间必须要有差别。因此，转子转速与旋转磁场转速间必须要有差别。%s)91(转子转速亦可由转差率求得转子转速亦可由转差率求得0)(1nns%10000 nnns 例例1 1：一台三相异步电动机，其额定转速一台三相异步电动机，其额定转速 n=975 r/min，电源频率，电源频率 f1 1=50 Hz。试求电动机的。试求电动机的极对数和额定负载下的转差率。极对数和额定负载下的转差率

8、。解：解：根据异步电动机转子转速与旋转磁场同步转根据异步电动机转子转速与旋转磁场同步转速的关系可知：速的关系可知：n0=1000 r/min,2.5%100%10009751000%10000 nnns7.5 三相异步电动机的起动三相异步电动机的起动7.5.1 起动性能起动性能 起动问题：起动问题：起动电流大，起动转矩小。起动电流大，起动转矩小。一般中小型笼型电机起动电流为额定电流的一般中小型笼型电机起动电流为额定电流的5 7 倍倍;电动机的起动转矩为额定转矩的电动机的起动转矩为额定转矩的(1.02.2)倍。倍。大电流使电网电压降低，影响邻近负载的工作大电流使电网电压降低，影响邻近负载的工作频

9、繁起动时造成热量积累，使电机过热频繁起动时造成热量积累，使电机过热后果：后果：原因：原因：起动：起动：n=0，s=1,接通电源。接通电源。起动时起动时，n=0，转子导体切割磁力线速度很大，转子导体切割磁力线速度很大，转子感应电势转子感应电势转子电流转子电流定子电流定子电流 二、三十千瓦以下的异步电动机一般都采用二、三十千瓦以下的异步电动机一般都采用直接起动。直接起动。星形星形-三角形三角形(Y )换接起动换接起动自耦降压起动自耦降压起动(3)转子串电阻起动转子串电阻起动以下介绍降压起动和转子串电阻起动。以下介绍降压起动和转子串电阻起动。ZUIll3:Y 星星形形联联结结时时ZUIll3 三三角

10、角形形联联结结时时：Z31Y llII31YlIZlU+U1U2V1V1W1W2 lIlU+ZU1U2V1V2W1W2L1L3L2FUU1V1U2V2W1W2W1L3V2U2L2V1W2L1U1动触点动触点Y动触点动触点静触点静触点L1L3L2FUU1V1U2V2W1W2W1L3V2U2L2V1W2L1U1UPU1+Ul+U2V1V2W1W2 工作工作L1L3L2FUU1V1U2V2W1W2W1L3V2U2L2V1W2L1U1 lIlU+ZU1U2V1V2W1W2lUU31P(a)仅适用于正常运行为三角形联结的电机。仅适用于正常运行为三角形联结的电机。)(2StUT(b)Y 起动起动 stst

11、TIY 换接起动适合于空载或轻载起动的场合换接起动适合于空载或轻载起动的场合SYtst31TT ZlU+U1U2V1V1W1W2lU+ZU1U2V1V2W1W2L1L3L2FUQQ2 12220220)(st2IIRXREI滑环滑环电刷电刷定子定子转子转子起动电阻起动电阻 RstRstRstR2 Tst 22022212stXRURKT 22RR stTTOn0nmaxT2R2R stT M3M3A2849230880380310453.(1)NNN3N2Ncos310 UPI 一台一台Y225M-4型的三相异步电型的三相异步电 动机，定子动机，定子绕组绕组型联结，其额定数据为：型联结，其额定

12、数据为：P2N=45kW,nN=1480r/min，UN=380V，N=92.3%，cos N=0.88，Ist/IN=7.0,Tst/TN=1.9，Tmax/TN=2.2，求：，求：(2)由由nN=1480r/min，可知，可知 p=2（四极电动机）（四极电动机）minr 15000/n 013.015001480150000N nnns (3)mN 429014804595509550NN2N .nPTmN 9638429022)(NNmaxmax .TTTTmN 8551429091)(NNstst .TTTT 在在上例中上例中(1)如果负载转矩为如果负载转矩为 510.2Nm,试试问在

13、问在U=UN和和U=0.9UN两种情况下电动机能否起两种情况下电动机能否起动？（动？（2）采用）采用Y-换接起动时，求起动电流和换接起动时，求起动电流和起动转矩。起动转矩。又当负载转矩为起动转矩的又当负载转矩为起动转矩的80%和和50%时，电动机能否起动？时，电动机能否起动？(1)Tst=551.8Nm 510.2 N.m mN2510mN 4478551902st .T (2)Ist =7IN=7 84.2=589.4 AA519645983131st stY.II 在在U=0.9UN 时时132329183%8042909183%80NstY .TT121459183%5042909183

14、%50NstY .TT起动起动mN918385513131ststY .TT(3)对例对例1中的电动机采用自耦变压器降压起中的电动机采用自耦变压器降压起动动,起动时加到电动机上的电压为额定电压的起动时加到电动机上的电压为额定电压的64%，求这时的线路起动电流求这时的线路起动电流 Ist 和电动机的起动转矩和电动机的起动转矩Tst。设电动机的起动电压为设电动机的起动电压为U，电动机的起动，电动机的起动电流为电流为Ist stNst640640I.ZU.ZUI 依据变压器的一次、二次侧电压电流关系，依据变压器的一次、二次侧电压电流关系，可求得线路起动电流可求得线路起动电流Ist。64.0Nstst

15、 UUIIA424145890.64 6406406406402st2ststst.I.I.I.I 2 UT 又又22Nstst640 .UUTT mN 226 8551640640 2st2st .T.Tst2stIxI st2stTxT pfsnsn106011 f=50HzM3+变频调速方法变频调速方法恒转距调速（恒转距调速（f1f1N）变频调速方法可实现无级平滑调速变频调速方法可实现无级平滑调速,调速性调速性能优异，因而正获得越来越广泛的应用。能优异，因而正获得越来越广泛的应用。U11U21U12U22iiP=2U11U12U21U22NNSSU11U21U12U22iiP=1 采用变

16、极调速方法的电动机称作双速电机，采用变极调速方法的电动机称作双速电机，由于调速时其转速呈跳跃性变化，因而只用在对由于调速时其转速呈跳跃性变化，因而只用在对调速性能要求不高的场合，如铣床、镗床、磨床调速性能要求不高的场合，如铣床、镗床、磨床等机床上。等机床上。U11U12U21U22SNTn0no22RR2R2R(变转差率调速是绕线型电动机特有的一种调变转差率调速是绕线型电动机特有的一种调速方法。其优点是调速平滑、设备简单投资少，速方法。其优点是调速平滑、设备简单投资少，缺点是能耗较大。这种调速方式广泛应用于各种缺点是能耗较大。这种调速方式广泛应用于各种提升、起重设备中。提升、起重设备中。nnT

17、LTLs sTs2R2Ro制动方法制动方法机械制动机械制动电气制动电气制动能耗制动能耗制动反接制动反接制动发电反馈制动发电反馈制动 在断开三相电源的同时，给电动机其中两相在断开三相电源的同时，给电动机其中两相绕组通入直流电流，直流电流形成的固定磁场与绕组通入直流电流，直流电流形成的固定磁场与旋转的转子作用，产生了与转子旋转方向相反的旋转的转子作用，产生了与转子旋转方向相反的转距（制动转距），使转子迅速停止转动。转距（制动转距），使转子迅速停止转动。nF转子转子T n0=0 停车时，将接入电动机的三相电源线中的任意停车时，将接入电动机的三相电源线中的任意两相对调，使电动机定子产生一个与转子转动方向两相对调，使电动机定子产生一个与转子转动方向相反的旋转磁场，从而获得所需的制动转矩，使转相反的旋转磁场，从而获得所需的制动转矩，使转子迅速停止转动。子迅速停止转动。运转运转制动制动运转运转nFT n0 当电动机转子的转速大于旋转磁场的转速时，当电动机转子的转速大于旋转磁场的转速时，旋转磁场产生的电磁转距作用方向发生变化，由旋转磁场产生的电磁转距作用方向发生变化，由驱动转距变为制动转距。电动机进入制动状态，驱动转距变为制动转距。电动机进入制动状态，同时将外力作用于转子的能量转换成电能回送给同时将外力作用于转子的能量转换成电能回送给电网。电网。nF转子转子T n0n n0